Очистить воды БЦБК поможет биоремедиация с планктонным штаммом

Как справиться с отходами БЦБК? Применить планктонный штамм и консорциум полезных микроорганизмов-бактерий для комплексной очистки надшламовых и отжатых вод в картах-накопителях ОАО «Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат». «БЦБК.ИНФО» представляет техническое решение от Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К. А. Тимирязева и ООО «Альготек», заявленное на открытый конкурс технологий ликвидации негативного воздействия отходов Байкальского ЦБК (конкурс организован компанией «ВЭБ-Инжиниринг»):

I. Применение способов естественной биоремедиации для комплексной очистки сточных вод БЦБК

Проблематика: для любых последующих действий с остатками продуктов и вредных веществ, скопившихся в керне карт-накопителей прежде всего необходимо привести состав надшламовых и отжатых вод к значениям, не превышающим ПДК в соответствии с Приказом Минприроды России от 05.03.2010 № 63 «Об утверждении нормативов предельно допустимых воздействий на уникальную экологическую систему озера Байкал и перечня вредных веществ, в том числе веществ, относящихся к категориям особо опасных, высокоопасных, опасных и умеренно опасных для уникальной экологической системы озера Байкал» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 07.06.2010 N 17490).

Возможные подходы и технологии, применяемые в мире: механическая очистка, химическая очистка, биоремедиация. Первые два способа для очистки вод, предназначенных для очистки и последующего возврата накопленного объема воды в озеро Байкал сложны в реализации, или просто не применимы, т.к. требуют либо нового строительства (механическая очистка, очистка озонированием), либо обусловлены внесением значительного количества химических препаратов. Для очистки существующего объема загрязненных вод (около 2 млн. куб.м) наиболее эффективным методов является метод биоремедиации с использованием планктонного штамма микроводоросли хлорелла (одного из эндемичных видов оз.Байкал Chlorella vulgaris Beijer) с доочисткой специально подобранной колонией полезных бактерий (КПМБ).

В качестве механизма, используемого для биологической реабилитации сточных вод и загрязненных водоёмов, служит представитель зеленых водорослей из класса протококковых — штамм Chlorella vulgaris BIN. Запатентованная технология позволяет культивировать устойчивую монокультуру микроводоросли с заданной оптической плотностью (не менее 1,4 D). Внесение необходимого количества суспензии микроводоросли (в объеме, который будет уточнён по результатам научно-лабораторных и полевых исследований на 1 га водного зеркала карт-накопителей) три-четыре раза за летний сезон (с начала июня по конец августа) под воздействием фотосинтеза (в экологической системе Байкала наблюдается высокая солнечная активность — 317 солнечных дней в году) запускает естественный процесс деления клеток микроводоросли, в результате которого происходит значительное выделение кислорода при потреблении углекислого газа, азотистых компонентов, фосфатов и прочих минеральных примесей. Следует подчеркнуть, что наиболее плодотворным периодом с точки зрения вегетативного деления клеток микроводоросли является лето, когда температура воды прогревается свыше 10°С. Однако, нами отмечены факты благотворного воздействия хлореллы на состояние водоемов и в зимний период. Кроме того, воздействие молекулярного кислорода, выделяемого микроводорослью, запускает ускоренный ионный обмен, приводящий к распаду неорганических соединений, присутствующих в надшламовых водах карт-накопителей.

Во всех случаях при вселении штамма Chlorella vulgaris BIN идёт интенсивный процесс восстановления загрязненных вод независимо от их категории. Причем процесс протекает намного интенсивней, чем при естественном самоочищении, хотя в данном случае в этом процессе принимает участие широкий спектр микроорганизмов.

Подвергается изменению также химический состав воды. Хлорелла активно использует не только азот и фосфорсодержащие компоненты, но и многие химические элементы и соли, в том числе и микроэлементы.

Положительные результаты практического применения суспензии планктонного штамма Chlorella vulgaris BIN были получены на Волгоградском и Пензенском водохранилищах (2001-2018 гг., компания ООО «Гидротехпроект» по заказу концерна «Росатом» при использовании суспензии хлореллы, производимой компанией «Альготек»), на примере биоремедиации более 1200 водоёмов в Российской Федерации, проведенной ООО «Альготек» по заказам физических и юридических лиц.

Компания «Альготек» (бывшая ООО «Биоресурс») обладает собственным положительным опытом по биоремедиации сточной воды (промстоки) Удомельской АЭС, проведенной одноразово, в лабораторных условиях, по результатам которой были получены следующие значения:

• — изменение по аммиаку и амония-иону — снижение в 8,52 раза;
• — изменения по нитратам — снижение в 10,2 раза;
• — изменения по нитритам — снижение в 28 раз.

II. Блок-схема технологического процесса

2.1. Технологический процесс биоремедиации надшламовых и отжатых вод состоит из циклических внесений рассчитанных объемов суспензии хлореллы и колонии полезных бактерий КПМБ, повторяемых как внутри сезона, так и из сезона в сезон;

2.2. Подготовка необходимого количества суспензии планктонного штамма Chlorella vulgaris BIN, плотностью не менее 1,4 D, монокультура. Подготовка может осуществляться как на заводе ООО «Альготек» в г.Твери, так и посредством изготовления суспензии на месте внесения при условии сборки передвижных мобильных комплексов-биореакторов. Предполагается совмещение обоих способов производства;

2.3. Подготовка соответствующего комплекса полезных бактерий КПМБ может производиться как на заводе — компании производителя, так и на месте внесения при условии сборки передвижных мобильных комплексов;

2.4. Внесения суспензии хлореллы и КПМБ в карты-накопители (объем внесения рассчитывается для каждой карты-накопителя индивидуально, исходя из концентрации веществ). Способ внесения — посредством передвижных плавучих устройств;

2.5. Отбор проб надшламовых вод из каждой карты-накопителя осуществляется каждые 15 дней, на основании анализа полученных данных проводится необходимая корректировка количества вносимой суспензии и КПМБ;

2.6. Внесение суспензии осуществляется не менее 3-х раз за сезон.

По результатам анализов химического состава воды в течение 1-го сезона проводятся расчеты и дополнительные корректировки объемов внесения суспензии хлореллы, как в течение 1-го сезона, так и уточнения объемов внесения на 2-й сезон.

По имеющимся эмпирическим данным химический состав надшламовой воды в картах-накопителях будет соответствовать нормам ПДК для сброса в воды озера к окончанию 2-го сезона с момента начала процесса биоремедиации при условии внесения необходимого количества альголизантов.

В процессе проводимой биоремедиации надшламовых вод в картах- накопителях так же произойдёт существенное уменьшение объема илового осадка органического происхождения за счет работы полезных бактерий КПМБ.

При достижении водой значений ПДК, соответствующих нормативам сброса вод в озеро Байкал, вода из каждой карты-накопителя может быть возвращена в нормальный обиход посредством дренажной системы. Слив воды должен осуществляться выше отметки иловых и донных отложений без физического перемешивания.

Оставшиеся в картах неорганические донные отложения после откачки воды и частичного высыхания карт-накопителей, с использованием в качестве основы формируемых насыпным методом почвогрунтов для формирования древесных и кустарниковых насаждений местных пород и ассоциированных с ними грибных мицелиев для повышения устойчивости функционирования формируемых фитоценозов.

На основании имеющегося договора о научном сотрудничестве между «Российским государственным аграрным университетом — МСХА им. К.А. Тимирязева» и ООО «Альготек» научное и практическое обоснование процесса рекультивации будет создано совместно с ведущими экспертами Университета.

III. Применяемые материалы и материальный баланс

3.1. Применяемые материалы: планктонный штамм Chlorella vulgaris BIN (патент № 2192459), который культивируется в промышленных условиях в специальном биореакторе (патент № 2643256 — «Установка и способ выращивания планктонных штаммов хлореллы). Получаемый продукт — монокультура планктонного штамма Chlorella vulgaris BIN, оптической плотностью 1,4 D.

3.2. Предлагаемая технология не требует строительства новых объектов, за исключением мобильных передвижных установок биореактора, производящих суспензию хлореллы и колонию полезных бактерий КПМБ в необходимых количествах. Потребуется склад из легковозводимых конструкций для хранения суспензии хлореллы (без доступа солнечного света) и обустройства рабочей зоны. Размер склада — не более 500 кв.м.

3.3. При обильном росте планктонного штамма хлореллы проводится внесение в надшламовые воды простейших микроорганизмов (дафния) с целью уменьшения производимой биомассы. Таким образом, произведённую биомассу не надо будет дополнительно утилизировать.

Обсуждение заявки Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К. А. Тимирязева и ООО «Альготек» на форуме ЧистыйБайкал.РФ: https://cleanbaikal.ru/forum/34/